ГРАДИЕНТНЫЕ ТЕРМОГРАММЫ ПРИ СВЕРЛЕНИИ

I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

ГРАДИЕНТНЫЕ ТЕРМОГРАММЫ ПРИ СВЕРЛЕНИИ

Петровский Д.В. 1Максимов А.М. 2
1МОУ СОШ №53
2МОУ ДО ЦЮТ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Диплом школьника
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Определение температур при обработки различных материалов в зоне резания является одной из важнейших технологических задач. Это объясняется тем, что от правильно подготовленного инструмента и выбора режима резания зависит качество изделия. С другой стороны режимы резания сопровождаются выделением тепла, нагревом инструмента и детали. По количеству выделяемого тепла можно судить о инструменте о его соответствии и исправности. Отслеживать данный процесс можно традиционным способом с помощью термопары с отображением информации в аналоговой или цифровой форме нагальванометре[1]. Однако получить информацию о всём тепловом поле в данный момент времени в области резания не возможно, так как на это потребуется время на его сканирование. Термопара позволяет фиксировать температуру в одной конкретной точке, а совокупность термопар так же не решают поставленную задачу. Для получения градиентной термограммы области резания можно воспользоваться термочувствительными красками или электронными тепловизорами. Термочувствительные краски, имеют существенный недостаток, они не обратимы и их используют один раз, тепловизор дорогой прибор. Задачу можно решить, используя для визуализации холестерические жидкие кристаллы. Жидкие кристаллы очень чувствительны к температуре, а их постоянная структуры, одного порядка с длиной волны видимого света [2]. При изменении температуры плёнки жидких кристаллов меняется её цвет, окрас плёнки характерен для дифракционного процесса световой волны на термоиндикаторе в полосе его мезофазы. Таким образом, мы выбрали термоиндикатор с помощью которого можно получить тепловое поле в процессе резания в видимом формате.

Для постановки опыта нам необходимы: настольный сверлильный станок, сверло, обрабатываемая деталь, чёрный нитролак, кисть, жидкие кристаллы, мармит.

Деталь необходимо подготовить к эксперименту, её обезжириваем, покрываем чёрным нитролаком. После высыхания лака на мармите разогреваем жидкие кристаллы до изотропного состояния и кисточкой наносим жидкие кристаллы на деталь предварительно нагрев её до 60оС так как для опыта мы выбрали жидкие кристаллы с мезофазой 54-60оС.На рис.1

представлена градуированная шкала жидких кристаллов.

Рис.1.Градуированная шкала жидких кристаллов с мезофазой 54-60оС.

Плёнку жидких кристаллов наносим на боковую поверхность детали, охлаждаем. Подготовленную деталь закрепляем в тисках сверлильного станка. Устанавливаем электронную фотокамеру в режиме фото или видео. Включаем станок. На рис.2 показано тепловое поле образующееся при сверлении образца.

Рис.2.Тепловое поле при сверлении детали.А-10с.В-20с.С-30с.

Градиентные термограммы расшифровываем с помощью шкалы рис.1.

Градиентную термограмму сверла моделируем в статике, для этого деталь нагреваем и неподвижным сверлом прикасаемся к детали. На рис.3 отображена картина теплового поля сверла. На трёх кадрах показан нагрев сверла на 10, 20, 30 секундах.

Рис.3.Термограмма сверла.

Расшифровка изотерм по температуре осуществляется с помощью шкалы температур рис.1.

Таким образом, полученные термограммы детали, сверла позволяют описать технологический процесс сверления с энергетической позиции и расшифровать параметры режима резания в данном случае сверления.

Литература:

1. Оглоблин Г.В..Николаев Е.В. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦЕНТОВ ТРЕНИЯ ПАРЫ МЕТАЛЛОВ // Научный электронный архив. URL: http://econf.rae.ru/article/7631 (дата обращения: 18.01.2016).

2.Оглоблин Г.В. Динамика тепловых полей при сверлении // Научный электронный архив. URL: http://econf.rae.ru/article/5894 (дата обращения: 18.01.2016)

3. Оглоблин Г.В. Тепловые поля при резании металлов // Научный электронный архив. URL: http://econf.rae.ru/article/5942 (дата обращения: 18.01.2016).

Просмотров работы: 389